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摘要：随着我国电力工业的快速发展和输电技术的不断推广，电力工业不仅给人民生活和社会生产带来强大的动力，而且对后备保护技术提出了更高的要求。220kv变电站主变压器容量的不断增大，保证供电可靠性和设备安全是继电保护的重要任务。10kV系统电压低，线路保护配置简单，但整定和协调困难。结合实践经验，针对主变出线保护与后备保护配合存在的问题和特点，从主变后备保护整定方案出发，探讨了整定参数的选择，并提出了解决方案和经验数据供参考。
关键词：后备保护;整定;方案;新思路
随着国内经济和城市发展的速度和规模不断扩大。同时，城市用电需求不断增加，对城市电网建设提出了更高要求。城市电网系统中的变电站对整个城市电网的稳定性和电网的运行效率有着最直接的影响。为了更好地保证城市电网的运行效率，促进国内电力行业的稳定发展，必须做好变电站的运行维护工作，降低变电站运行故障的概率，保证变电站的运行质量。
一、变压器相间后备保护概况
主变压器作为220kV变电站的主要元件之一，用来确保供电的可靠性。伴随着我国电力设备的快速发展，电网结构也日趋复杂，许多220kV变电站的主变压器开始承担起城郊或者城县的一些供电任务。而且10kV侧出线保护系统具有电压低，线路保护配置简单等特点，但是整体配合的难度却相当大，由于10kV线路故障率较高，一旦故障线路自身的保护装置或者断路器拒动，就很可能引发主变跳闸或者其他故障，促使大面积停电或者主变后备损坏。
1.变压器保护的基本配置原则
为了反映变压器外部故障引起的过电流，以及作为变压器内部短路的后备，变压器均应装设电流保护作为后备。根据变压器容量大小以及短路电流水平，考虑到保护灵敏度的要求，变压器相间短路的后备保护一般设置为负荷电压闭锁过流保护、变压器过负荷保护、变压器零序保护、间隙保护等几方面功能。
2.复压闭锁过流的配置和整定原则
复合电压锁闭元件是利用正序低电压和负序过电压反应系统故障，是防止保护误动作的对称序电压测量元件。主变过流保护作为反映变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流或者变压器内部故障时差动保护和瓦斯保护的后备。低电压整定值一般应小于正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压，通常整定为0.6到0.7倍母线额定运行电压值。复合电压中的负序电压，是为了利用不对称故障时负序电压的出现提高电压闭锁的灵敏度。负序电压元件的启动电压按照躲过正常运行方式下可能出现的最大不平衡电压来整定，根据运行经验，一般取为4到8V额定值为100V。
二、220kV变电站低压侧及10kV出现保护配置问题
1. 220kV变电站低压侧及出线保护配置现存的问题
220kV变电站都接在地区电网的主网架中，系统阻抗比较小，低压侧出口或者母线三项故障，短路电流会特别大，有的可达到40kA甚至更多。为了适应开关和母线的承受能力，特别是防止变压器绕组在故障时电流过大而变形，多在主变和10kV母线间装有限流电抗器。这种设计增加了220kV与10kV母线间的阻抗，造成低压母线故障时高中压侧的电压变化不大，致使上一级过流保护的复压灵敏度不够，低压侧一旦拒动主变将食物后备保护功能。为了解决这个矛盾，目前典型的设计均采用主变三侧复压闭锁元件并联运行的方式。
2.220kV变电站10kV出线保护的常规整定
出线保护配置现阶段一般按照三段式电流保护设置，过流第一段，即速动保护，整定原则按照大方式下躲开线路最短分支末最大短路电流，校验时只要满足在常见的方式下，被保护线路出口故障灵敏系数不小于1即可投运。过流的第二段是限时速断保护，应该与用户第一高压开关速动保护配合整定。数定值则要对本线全场有规定的灵敏度外，还要考虑与下级电流保护和电压保护相配合。尤其是保护未配置方向元件又用在双电源的线路上，必须与两侧线路保护配合。过电流的第三段，也就是过流保护，作为线路保护的最后一道门槛，除要有规定的足够空间的灵敏度以外，还要考虑躲最大负荷电流整定，在受线路输送能力限制时，也可以按照输电线路所允许的最大安全电流整定，同时还要兼顾保护电缆、CT等的承载能力，时限按照与下一级第一开关保护最长允许时间配合整定，一般不超过1.5秒，同时也方便配电柱上开关的配合。
三、后备保护技术在220kV变电站中实现策略和保护配合策略
1.增强绝缘子保护技术的应用
首先，检测。绝缘子虽然体积小，但其保护内容复杂多变。为了更好地完成对绝缘子的保护，工作人员需要对绝缘子的状况进行实时检测，如连接金属销是否脱落或生锈，有无磨损和开裂等，特别是绝缘子的结构和质量需要仔细检查。第二，清理干净。随着使用时间的延长，绝缘子会脱落灰尘或生锈，需要及时清理，以保证绝缘子的绝缘性能。第三，更新。更新主要针对新产品，即在新产品投入使用前，对新产品进行全面检查，确认符合标准后方可投入使用。在这个过程中，如果绝缘子线路的连接出现问题或绝缘子的数量和位置不符合标准，则需要重新检查。另外，验收过程中一旦出现故障，必须立即采取措施予以解决。
2.促进导地线保护技术的应用
线夹的处理。进行导地线时首先需要把线夹打开，然后将线夹与检测仪结合完成线路的检查工作。在線夹检查过程中，还需要根据实际情况选择合适的检查手段。例如，检查作用过程中出现雷电、大雨等恶劣天气情况，需要加强检查力度。第二，线伤的处理。采用保护技术应用时，若发现变电站有划伤现象，需要根据划伤情况采取针对性的修补措施。在对导地线划伤进行修补时，可以用砂纸对划伤位置进行适当打磨，让划伤位置出现适当棱角之后再进行修补。第三，缠绕处理。导地线保护的缠绕处理方式需要严格按照规章制度进行操作，对导地线划伤进行处理时严格按照维修标准进行处理，严格按照维修规定选择维修材料。
3.做好科学合理的规划设计工作
在设计方案过程中，为满足施工要求，除需采用的架空设计外，还应详细调查地面、架空走廊的形状和预留情况，以及各种管线的布置和使用情况，以及未来发展阶段的规划改造，确保架空走廊的高度和宽度符合10kV配电网电力建设的要求。
四、结语
变电站在长期运行中，由于地形和外部气候的影响，会出现一系列问题。因此，必须加强变电站的实时监控，跟上社会发展的步伐，做好后备保护技术的应用和与时俱进，预测应用过程中可能出现的问题并制定解决方案，同时结合外部环境因素及相关技术要求，解决了变电站运行故障，提高了整个电网建设和运行的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]赵学成.百灵110kV智能变电站设计方案[D].内蒙古：内蒙古大学，2016. DOI：10.7666/d.Y3026712.
[2]杨智广.220kV变电站主变后备保护与10kV侧出线保护配合问题的探讨[J].科技创业家，2011，（7）：181.
（作者单位：鄂尔多斯市和效电力设计有限责任公司）
关键词：后备保护;整定;方案;新思路
随着国内经济和城市发展的速度和规模不断扩大。同时，城市用电需求不断增加，对城市电网建设提出了更高要求。城市电网系统中的变电站对整个城市电网的稳定性和电网的运行效率有着最直接的影响。为了更好地保证城市电网的运行效率，促进国内电力行业的稳定发展，必须做好变电站的运行维护工作，降低变电站运行故障的概率，保证变电站的运行质量。
一、变压器相间后备保护概况
主变压器作为220kV变电站的主要元件之一，用来确保供电的可靠性。伴随着我国电力设备的快速发展，电网结构也日趋复杂，许多220kV变电站的主变压器开始承担起城郊或者城县的一些供电任务。而且10kV侧出线保护系统具有电压低，线路保护配置简单等特点，但是整体配合的难度却相当大，由于10kV线路故障率较高，一旦故障线路自身的保护装置或者断路器拒动，就很可能引发主变跳闸或者其他故障，促使大面积停电或者主变后备损坏。
1.变压器保护的基本配置原则
为了反映变压器外部故障引起的过电流，以及作为变压器内部短路的后备，变压器均应装设电流保护作为后备。根据变压器容量大小以及短路电流水平，考虑到保护灵敏度的要求，变压器相间短路的后备保护一般设置为负荷电压闭锁过流保护、变压器过负荷保护、变压器零序保护、间隙保护等几方面功能。
2.复压闭锁过流的配置和整定原则
复合电压锁闭元件是利用正序低电压和负序过电压反应系统故障，是防止保护误动作的对称序电压测量元件。主变过流保护作为反映变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流或者变压器内部故障时差动保护和瓦斯保护的后备。低电压整定值一般应小于正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压，通常整定为0.6到0.7倍母线额定运行电压值。复合电压中的负序电压，是为了利用不对称故障时负序电压的出现提高电压闭锁的灵敏度。负序电压元件的启动电压按照躲过正常运行方式下可能出现的最大不平衡电压来整定，根据运行经验，一般取为4到8V额定值为100V。
二、220kV变电站低压侧及10kV出现保护配置问题
1. 220kV变电站低压侧及出线保护配置现存的问题
220kV变电站都接在地区电网的主网架中，系统阻抗比较小，低压侧出口或者母线三项故障，短路电流会特别大，有的可达到40kA甚至更多。为了适应开关和母线的承受能力，特别是防止变压器绕组在故障时电流过大而变形，多在主变和10kV母线间装有限流电抗器。这种设计增加了220kV与10kV母线间的阻抗，造成低压母线故障时高中压侧的电压变化不大，致使上一级过流保护的复压灵敏度不够，低压侧一旦拒动主变将食物后备保护功能。为了解决这个矛盾，目前典型的设计均采用主变三侧复压闭锁元件并联运行的方式。
2.220kV变电站10kV出线保护的常规整定
出线保护配置现阶段一般按照三段式电流保护设置，过流第一段，即速动保护，整定原则按照大方式下躲开线路最短分支末最大短路电流，校验时只要满足在常见的方式下，被保护线路出口故障灵敏系数不小于1即可投运。过流的第二段是限时速断保护，应该与用户第一高压开关速动保护配合整定。数定值则要对本线全场有规定的灵敏度外，还要考虑与下级电流保护和电压保护相配合。尤其是保护未配置方向元件又用在双电源的线路上，必须与两侧线路保护配合。过电流的第三段，也就是过流保护，作为线路保护的最后一道门槛，除要有规定的足够空间的灵敏度以外，还要考虑躲最大负荷电流整定，在受线路输送能力限制时，也可以按照输电线路所允许的最大安全电流整定，同时还要兼顾保护电缆、CT等的承载能力，时限按照与下一级第一开关保护最长允许时间配合整定，一般不超过1.5秒，同时也方便配电柱上开关的配合。
三、后备保护技术在220kV变电站中实现策略和保护配合策略
1.增强绝缘子保护技术的应用
首先，检测。绝缘子虽然体积小，但其保护内容复杂多变。为了更好地完成对绝缘子的保护，工作人员需要对绝缘子的状况进行实时检测，如连接金属销是否脱落或生锈，有无磨损和开裂等，特别是绝缘子的结构和质量需要仔细检查。第二，清理干净。随着使用时间的延长，绝缘子会脱落灰尘或生锈，需要及时清理，以保证绝缘子的绝缘性能。第三，更新。更新主要针对新产品，即在新产品投入使用前，对新产品进行全面检查，确认符合标准后方可投入使用。在这个过程中，如果绝缘子线路的连接出现问题或绝缘子的数量和位置不符合标准，则需要重新检查。另外，验收过程中一旦出现故障，必须立即采取措施予以解决。
2.促进导地线保护技术的应用
线夹的处理。进行导地线时首先需要把线夹打开，然后将线夹与检测仪结合完成线路的检查工作。在線夹检查过程中，还需要根据实际情况选择合适的检查手段。例如，检查作用过程中出现雷电、大雨等恶劣天气情况，需要加强检查力度。第二，线伤的处理。采用保护技术应用时，若发现变电站有划伤现象，需要根据划伤情况采取针对性的修补措施。在对导地线划伤进行修补时，可以用砂纸对划伤位置进行适当打磨，让划伤位置出现适当棱角之后再进行修补。第三，缠绕处理。导地线保护的缠绕处理方式需要严格按照规章制度进行操作，对导地线划伤进行处理时严格按照维修标准进行处理，严格按照维修规定选择维修材料。
3.做好科学合理的规划设计工作
在设计方案过程中，为满足施工要求，除需采用的架空设计外，还应详细调查地面、架空走廊的形状和预留情况，以及各种管线的布置和使用情况，以及未来发展阶段的规划改造，确保架空走廊的高度和宽度符合10kV配电网电力建设的要求。
四、结语
变电站在长期运行中，由于地形和外部气候的影响，会出现一系列问题。因此，必须加强变电站的实时监控，跟上社会发展的步伐，做好后备保护技术的应用和与时俱进，预测应用过程中可能出现的问题并制定解决方案，同时结合外部环境因素及相关技术要求，解决了变电站运行故障，提高了整个电网建设和运行的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]赵学成.百灵110kV智能变电站设计方案[D].内蒙古：内蒙古大学，2016. DOI：10.7666/d.Y3026712.
[2]杨智广.220kV变电站主变后备保护与10kV侧出线保护配合问题的探讨[J].科技创业家，2011，（7）：181.
（作者单位：鄂尔多斯市和效电力设计有限责任公司）